JP4735379B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

特許文献１には、吸気弁のリフト・作動角を同時かつ連続的に拡大縮小制御可能なリフト・作動角可変機構と、吸気弁のリフト中心角の位相を遅進させる位相可変機構と、複数の気筒の吸気通路が接続されたコレクタの上流側に位置するスロットル弁と、を備え、吸気弁のバルブタイミングと、スロットル弁の弁開度を制御することにより吸入空気量を制御すると共に、負圧を可変化することによって、異なるバルブタイミングで同一のトルクを発生させることが可能な内燃機関の吸気制御装置が開示されている。
特開２００４−１９７５６６号公報 Patent Document 1 discloses a lift / working angle variable mechanism that can simultaneously and continuously control the lift / working angle of the intake valve, a phase variable mechanism that delays the phase of the lift center angle of the intake valve, And a throttle valve located upstream of the collector to which the intake passage of the cylinder is connected, and controls the intake valve by controlling the valve timing of the intake valve and the valve opening of the throttle valve. An intake control device for an internal combustion engine that can generate the same torque at different valve timings by varying the pressure is disclosed.
JP 2004-197566 A

特許文献１のように、リフト・作動角可変機構や位相可変機構といった吸気弁のバルブタイミングを可変する可変動弁機構を備えたエンジンにおいては、吸気弁のバルブタイミングで筒内の吸気量を制御するため、ブレーキのマスターバック負圧やエバポレータのパージの負圧要求がある場合には、スロットル弁により意図的にコレクタ内に負圧を発生させる必要がある。   In an engine equipped with a variable valve mechanism that varies the valve timing of an intake valve such as a lift / operating angle variable mechanism or a phase variable mechanism as in Patent Document 1, the intake air amount in the cylinder is controlled by the valve timing of the intake valve Therefore, when there is a demand for the negative pressure of the master back of the brake or the purge of the evaporator, it is necessary to intentionally generate the negative pressure in the collector by the throttle valve.

しかしながら、スロットル弁によって、コレクタ内に負圧を発生させる際に、吸気弁と排気弁とがバルブオーバーラップするような条件で内燃機関運転されているような場合、コレクタ負圧と排気圧との差が大きくなるため、筒内の残留ガス量が相対的に増加し、燃焼が不安定となり、ひいては機関停止に至る虞がある。   However, when an internal combustion engine is operated under conditions where the intake valve and the exhaust valve overlap when the negative pressure is generated in the collector by the throttle valve, the collector negative pressure and the exhaust pressure Since the difference becomes large, the amount of residual gas in the cylinder relatively increases, and combustion may become unstable, which may result in engine stoppage.

そこで、本発明は、スロットル弁の開度とリフト・作動角可変機構と位相可変機構とを制御する制御手段を備えてなる内燃機関の制御装置において、負圧要求によりコレクタ内に負圧を発生させる際には、負圧要求に応じてスロットル弁の目標スロットル開度を算出すると共に、要求トルクと負圧要求に応じて吸気弁の目標リフト・作動角を算出し、この目標リフト・作動角における排気弁とのバルブオーバーラップが負圧要求がない場合に比べて縮小したものとなる吸気弁のリフト中心角まで実際の吸気弁のリフト中心角の位相を遅角させた後に、吸気弁の目標リフト・作動角への変更と、スロットル弁の目標スロットル開度への変更とを行うことを特徴としている。 Accordingly, the present invention provides a control device for an internal combustion engine that includes a control means for controlling the opening degree of the throttle valve, the lift / operating angle variable mechanism, and the phase variable mechanism, and generates negative pressure in the collector in response to a negative pressure request. when to is to calculate a target throttle opening of the throttle valve in response to negative pressure request, it calculates a target lift operating angle of the intake valve according to the demand torque and the negative pressure request, the target lift operating angle After the phase of the actual lift valve lift angle is retarded to the lift valve lift angle of the intake valve, the valve overlap with the exhaust valve is reduced compared to when there is no negative pressure requirement . A change to the target lift / operation angle and a change to the target throttle opening of the throttle valve are performed.

本発明によれば、吸気弁と排気弁とのバルブオーバーラップが縮小され、筒内の排気ガスが吸気管側に流れ込むいわゆる内部ＥＧＲを抑制することができるので、コレクタ内に負圧を発生させても燃焼を安定させることができる。 According to the present invention, are reduced in valve overlap between the intake valve and the exhaust valve, the exhaust gas in the cylinder can be suppressed so-called internal EGR flow into the intake pipe side, to generate a negative pressure in the collector However, combustion can be stabilized.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、この発明に係る内燃機関の吸気制御装置を示すシステム構成図であって、火花点火式ガソリン機関からなる内燃機関１は、吸気弁３と排気弁４とを有し、その吸気弁３側の動弁機構として、後述する可変動弁機構２が設けられている。排気弁４側の動弁機構は、排気カムシャフト５により排気弁４を駆動する直動型のものであり、そのバルブリフト特性は、常に一定である。   FIG. 1 is a system configuration diagram showing an intake control device for an internal combustion engine according to the present invention. An internal combustion engine 1 comprising a spark ignition gasoline engine has an intake valve 3 and an exhaust valve 4, and the intake valve A variable valve mechanism 2 to be described later is provided as the valve mechanism on the three side. The valve operating mechanism on the exhaust valve 4 side is a direct acting type that drives the exhaust valve 4 by the exhaust camshaft 5, and its valve lift characteristic is always constant.

各気筒の排気を集合させる排気マニホルド６の出口側は、触媒コンバータ７に接続されており、かつこの触媒コンバータ７の上流位置に、空燃比を検出するための空燃比センサ８が設けられている。触媒コンバータ７の下流側には、さらに、第２の触媒コンバータ１０および消音器１１を備えている。空燃比センサ８は、空燃比のリッチ，リーンのみを検出する酸素センサであってもよく、あるいは、空燃比の値に応じた出力が得られる広域型空燃比センサであってもよい。   The outlet side of the exhaust manifold 6 that collects the exhaust of each cylinder is connected to the catalytic converter 7, and an air-fuel ratio sensor 8 for detecting the air-fuel ratio is provided at an upstream position of the catalytic converter 7. . A second catalytic converter 10 and a silencer 11 are further provided on the downstream side of the catalytic converter 7. The air-fuel ratio sensor 8 may be an oxygen sensor that detects only the rich or lean air-fuel ratio, or may be a wide-area air-fuel ratio sensor that can provide an output corresponding to the value of the air-fuel ratio.

各気筒の吸気ポートに向かって各気筒毎に燃料を噴射供給するように燃料噴射弁１２が配設されている。この吸気ポートには、ブランチ通路１５がそれぞれ接続され、かつこの複数のブランチ通路１５の上流端が、コレクタ１６に接続されている。コレクタ１６の一端には、吸気入口通路１７が接続されており、この吸気入口通路１７に、電子制御のスロットル弁１８が設けられている。このスロットル弁１８は、電気モータからなるアクチュエータ１８ａを備え、エンジンコントロールユニット１９から与えられる制御信号によって、その開度が制御される。なお、スロットル弁１８の実際の開度を検出するセンサ１８ｂを一体に備えており、その検出信号に基づいて、スロットル弁１８の弁開度が目標開度にクローズドループ制御される。また、スロットル弁１８の上流に、吸入空気流量を検出するエアフロメータ２０が配置され、さらに上流にエアクリーナ２１が設けられている。   A fuel injection valve 12 is disposed so as to inject and supply fuel to each cylinder toward the intake port of each cylinder. A branch passage 15 is connected to each intake port, and upstream ends of the plurality of branch passages 15 are connected to a collector 16. An intake inlet passage 17 is connected to one end of the collector 16, and an electronically controlled throttle valve 18 is provided in the intake inlet passage 17. The throttle valve 18 includes an actuator 18a made of an electric motor, and its opening degree is controlled by a control signal supplied from an engine control unit 19. A sensor 18b for detecting the actual opening of the throttle valve 18 is integrally provided, and the valve opening of the throttle valve 18 is closed-loop controlled to the target opening based on the detection signal. An air flow meter 20 that detects the intake air flow rate is disposed upstream of the throttle valve 18, and an air cleaner 21 is further disposed upstream.

また、機関回転速度およびクランク角位置を検出するために、クランクシャフトに対してクランク角センサ２２が設けられており、さらに、運転者により操作されるアクセルペダル開度（踏込量）を検出するアクセル開度センサ２３を備えている。また、内燃機関１の温度として潤滑油温を検出する油温センサ２５がシリンダブロックに取り付けられている。これらの検出信号は、上記のエアフロメータ２０や空燃比センサ８等の検出信号とともに、エンジンコントロールユニット１９に入力されている。エンジンコントロールユニット１９では、これらの検出信号に基づいて、燃料噴射弁１２の噴射量や噴射時期、点火プラグ２４による点火時期、可変動弁機構２によるバルブリフト特性、スロットル弁１８の開度、などを制御する。   In order to detect the engine speed and the crank angle position, a crank angle sensor 22 is provided for the crankshaft, and an accelerator for detecting an accelerator pedal opening (depression amount) operated by the driver. An opening sensor 23 is provided. An oil temperature sensor 25 that detects the lubricating oil temperature as the temperature of the internal combustion engine 1 is attached to the cylinder block. These detection signals are input to the engine control unit 19 together with detection signals from the air flow meter 20, the air-fuel ratio sensor 8, and the like. In the engine control unit 19, based on these detection signals, the injection amount and injection timing of the fuel injection valve 12, the ignition timing by the ignition plug 24, the valve lift characteristics by the variable valve mechanism 2, the opening of the throttle valve 18, etc. To control.

また、エンジンコントロールユニット１９は、ブレーキ時に図外のマスターバックから出される負圧要求や、図外のエバポレータがパージを行う際に出される負圧要求が入力されている。   The engine control unit 19 receives a negative pressure request issued from a master back (not shown) during braking and a negative pressure request issued when an evaporator (not shown) performs a purge.

上記の吸気弁３側の可変動弁機構２は、例えば前述した特開２００２−８９３４１号公報によって公知のものであり、図２に示すように、吸気弁３のリフト・作動角を連続的に可変制御するリフト・作動角可変機構５１と、そのリフトの中心角の位相（クランクシャフトに対する位相）を連続的に進角もしくは遅角させる位相可変機構５２と、が組み合わされて構成されている。このようにリフト・作動角可変機構５１と位相可変機構５２とを組み合わせた可変動弁機構によれば、吸気弁開時期および吸気弁閉時期の双方をそれぞれ独立して任意に制御することが可能であり、また同時に、低負荷域ではリフト量（最大リフト量）を小さくすることで、負荷に応じた吸入空気量に制限することができる。なお、リフト量がある程度大きな領域では、シリンダ内に流入する空気量が主に吸気弁３の開閉時期によって定まるのに対し、リフト量が十分に小さい状態では、主にリフト量によって空気量が定まる。   The variable valve mechanism 2 on the intake valve 3 side is known, for example, from the aforementioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-89341, and as shown in FIG. 2, the lift / operating angle of the intake valve 3 is continuously increased. The lift / operating angle variable mechanism 51 that is variably controlled and the phase variable mechanism 52 that continuously advances or retards the phase of the center angle of the lift (phase with respect to the crankshaft) are combined. Thus, according to the variable valve mechanism that combines the lift / operating angle variable mechanism 51 and the phase variable mechanism 52, both the intake valve opening timing and the intake valve closing timing can be arbitrarily controlled independently. At the same time, by reducing the lift amount (maximum lift amount) in the low load range, it is possible to limit the intake air amount according to the load. In the region where the lift amount is large to some extent, the air amount flowing into the cylinder is mainly determined by the opening / closing timing of the intake valve 3, whereas in the state where the lift amount is sufficiently small, the air amount is mainly determined by the lift amount. .

図３の動作説明図を併せて、リフト・作動角可変機構５１の概要を説明すると、このリフト・作動角可変機構５１は、シリンダヘッドに回転自在に支持され、かつクランクシャフトに連動して回転する中空状の駆動軸５３と、この駆動軸５３に固定された偏心カム５５と、駆動軸５３の上方位置において平行に配置された回転自在な制御軸５６と、この制御軸５６の偏心カム部５７に揺動自在に支持されたロッカアーム５８と、各吸気弁３上端のタペット５９に当接する揺動カム６０と、を備えている。偏心カム５５とロッカアーム５８とはリンクアーム６１によって連係されており、ロッカアーム５８と揺動カム６０とは、リンク部材６２によって連係されている。リンクアーム６１は、その環状部６１ａが偏心カム５５の外周面に回転可能に嵌合している。またリンクアーム６１の延長部６１ｂがロッカアーム５８の一端部に連係しており、該ロッカアーム５８の他端部に、リンク部材６２の上端部が連係している。偏心カム部５７は、制御軸５６の軸心から偏心しており、従って、制御軸５６の角度位置に応じてロッカアーム５８の揺動中心は変化する。   The outline of the lift / operating angle variable mechanism 51 will be described together with the operation explanatory diagram of FIG. 3. The lift / operating angle variable mechanism 51 is rotatably supported by the cylinder head and rotates in conjunction with the crankshaft. A hollow drive shaft 53, an eccentric cam 55 fixed to the drive shaft 53, a rotatable control shaft 56 disposed in parallel above the drive shaft 53, and an eccentric cam portion of the control shaft 56 The rocker arm 58 is swingably supported by the spring 57, and the swing cam 60 is in contact with the tappet 59 at the upper end of each intake valve 3. The eccentric cam 55 and the rocker arm 58 are linked by a link arm 61, and the rocker arm 58 and the swing cam 60 are linked by a link member 62. The link arm 61 has an annular portion 61 a rotatably fitted to the outer peripheral surface of the eccentric cam 55. Further, the extension portion 61 b of the link arm 61 is linked to one end portion of the rocker arm 58, and the upper end portion of the link member 62 is linked to the other end portion of the rocker arm 58. The eccentric cam portion 57 is eccentric from the axis of the control shaft 56, and accordingly, the rocking center of the rocker arm 58 changes according to the angular position of the control shaft 56.

揺動カム６０は、駆動軸５３の外周に嵌合して回転自在に支持されており、側方へ延びた端部６０ａに、リンク部材６２の下端部が連係している。この揺動カム６０の下面には、駆動軸５３と同心状の円弧をなす基円面６４ａと、該基円面６４ａから端部６０ａへと所定の曲線を描いて延びるカム面６４ｂと、が連続して形成されている。基円面６４ａは、リフト量が０となる区間であり、図３に示すように、揺動カム６０が揺動してカム面６４ｂがタペット５９に接触すると、徐々にリフトしていくことになる。   The swing cam 60 is rotatably supported by being fitted to the outer periphery of the drive shaft 53, and the lower end portion of the link member 62 is linked to the end portion 60a extending to the side. On the lower surface of the swing cam 60, there are a base circle surface 64a concentric with the drive shaft 53, and a cam surface 64b extending in a predetermined curve from the base circle surface 64a to the end portion 60a. It is formed continuously. The base circle surface 64a is a section where the lift amount becomes zero, and as shown in FIG. 3, when the swing cam 60 swings and the cam surface 64b contacts the tappet 59, the lift is gradually lifted. Become.

制御軸５６は、一端部に設けられた例えば電動モータからなるリフト・作動角制御用アクチュエータ６５によって、その回転位置が制御されている。   The rotation position of the control shaft 56 is controlled by a lift / operating angle control actuator 65 formed of, for example, an electric motor provided at one end.

このアクチュエータ６５により例えば偏心カム部５７が図３（Ａ）のように上方位置にあると、ロッカアーム５８は全体として上方へ位置し、揺動カム６０の端部６０ａが相対的に上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム６０の初期位置は、そのカム面６４ｂがタペット５９から離れる方向に傾く。従って、駆動軸５３の回転に伴って揺動カム６０が揺動した際に、基円面６４ａが長くタペット５９に接触し続け、カム面６４ｂがタペット５９に接触する期間は短い。従って、リフト量が全体として小さくなり、かつその開時期から閉時期までの角度範囲つまり作動角も縮小する。   For example, when the eccentric cam portion 57 is in the upper position as shown in FIG. 3A by the actuator 65, the rocker arm 58 is positioned upward as a whole, and the end portion 60a of the swing cam 60 is relatively lifted upward. It becomes a state. That is, the initial position of the swing cam 60 is inclined in the direction in which the cam surface 64 b is separated from the tappet 59. Therefore, when the swing cam 60 swings with the rotation of the drive shaft 53, the base circle surface 64a continues to contact the tappet 59 for a long time, and the period during which the cam surface 64b contacts the tappet 59 is short. Therefore, the lift amount is reduced as a whole, and the angle range from the opening timing to the closing timing, that is, the operating angle is also reduced.

逆に、偏心カム部５７が図３（Ｂ）のように下方へ位置しているとすると、ロッカアーム５８は全体として下方へ位置し、揺動カム６０の端部６０ａが相対的に下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム６０の初期位置は、そのカム面６４ｂがタペット５９に近付く方向に傾く。従って、駆動軸５３の回転に伴って揺動カム６０が揺動した際に、リフト量が大きく得られ、かつその作動角も拡大する。   Conversely, if the eccentric cam portion 57 is positioned downward as shown in FIG. 3B, the rocker arm 58 is positioned downward as a whole, and the end portion 60a of the swing cam 60 is pushed downward relatively. It will be in the state. That is, the initial position of the swing cam 60 is inclined in the direction in which the cam surface 64 b approaches the tappet 59. Therefore, when the swing cam 60 swings with the rotation of the drive shaft 53, a large lift amount is obtained and the operating angle is also expanded.

上記の偏心カム部５７の初期位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、バルブリフト特性は、図４に示すように、連続的に変化する。つまり、リフトならびに作動角を、両者同時に、連続的に拡大，縮小させることができる。   Since the initial position of the eccentric cam portion 57 can be continuously changed, the valve lift characteristic changes continuously as shown in FIG. That is, the lift and the operating angle can be continuously expanded and contracted simultaneously.

次に、位相可変機構５２は、図２に示すように、駆動軸５３の前端部に設けられたスプロケット７１と、このスプロケット７１と駆動軸５３とを、所定の角度範囲内において相対的に回転させる位相制御用油圧アクチュエータ７２と、から構成されている。スプロケット７１は、図示せぬタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを介して、クランクシャフトに連動している。従って、位相制御用油圧アクチュエータ７２への油圧制御によって、スプロケット７１と駆動軸５３とが相対的に回転し、図５に示すように、リフト中心角が遅進する。つまり、リフト特性の曲線自体は変わらずに、全体が進角もしくは遅角する。   Next, the phase variable mechanism 52 rotates the sprocket 71 provided at the front end portion of the drive shaft 53 and the sprocket 71 and the drive shaft 53 relatively within a predetermined angle range, as shown in FIG. And a phase control hydraulic actuator 72 to be operated. The sprocket 71 is linked to the crankshaft via a timing chain or timing belt (not shown). Therefore, the hydraulic control to the phase control hydraulic actuator 72 causes the sprocket 71 and the drive shaft 53 to rotate relative to each other, and the lift center angle is retarded as shown in FIG. That is, the lift characteristic curve itself does not change, and the whole advances or retards.

なお、リフト・作動角可変機構５１ならびに位相可変機構５２の制御としては、実際のリフト・作動角あるいは位相を検出するセンサを設けて、クローズドループ制御するようにしても良く、あるいは運転条件に応じて単にオープンループ制御するようにしても良い。   The lift / working angle variable mechanism 51 and the phase variable mechanism 52 may be controlled by providing a sensor for detecting the actual lift / working angle or phase and performing closed loop control, or depending on the operating conditions. It is also possible to simply perform open loop control.

上記のような可変動弁機構２を吸気弁３側に備えた構成においては、基本的に、スロットル弁１８に依存せずに、吸気弁３の可変制御によって吸気量を制御することが可能であり、本実施形態においては、基本的に吸気弁３のバルブタイミング（リフト・作動角及びリフト中心角の位相）を可変制御することによって、吸気量を制御する。尚、実用機関では、ブローバイガスの還流等のために吸気系に若干の負圧が存在していることが好ましいので、吸気弁３の可変制御による吸気量制御を行う領域でも、スロットル弁１８を僅かに閉じ、コレクタ１６内に負圧を生成するものとする。   In the configuration in which the variable valve mechanism 2 as described above is provided on the intake valve 3 side, the intake air amount can be basically controlled by variable control of the intake valve 3 without depending on the throttle valve 18. In the present embodiment, the intake amount is basically controlled by variably controlling the valve timing (the phase of the lift / operation angle and the lift center angle) of the intake valve 3. In a practical engine, it is preferable that a slight negative pressure exists in the intake system for recirculation of blow-by gas. Therefore, even in the region where the intake air amount control by the variable control of the intake valve 3 is performed, the throttle valve 18 is Slightly close and create a negative pressure in the collector 16.

ところで、ブレーキ時に図外のマスターバックから出される負圧要求や図外のエバポレータがパージを行う際に出される負圧要求により、コレクタ１６内にある負圧を発生させる際には、吸気弁３と排気弁４との間にバルブオーバーラップ（Ｏ／Ｌ）があると図６に示すように、圧力の高い方から低い方へ流体は移動するため、排気ガスが吸気管側に戻る（内部ＥＧＲ）ことになり、燃焼が不安定にとなり、場合によってはエンジン（内燃機関１）が停止してしまう虞がある。また、コレクタ１６内に負圧を発生させた際には、吸気量の変化によりトルク段差が発生する虞がある。   By the way, when generating a negative pressure in the collector 16 due to a negative pressure request issued from a master back (not shown) during braking or a negative pressure request issued when an evaporator (not shown) performs a purge, the intake valve 3 If there is a valve overlap (O / L) between the exhaust gas 4 and the exhaust valve 4, the fluid moves from the higher pressure side to the lower pressure side as shown in FIG. EGR), combustion becomes unstable, and the engine (internal combustion engine 1) may be stopped in some cases. Further, when a negative pressure is generated in the collector 16, a torque step may occur due to a change in the intake air amount.

そこで、本実施形態においては、ブレーキ時に図外のマスターバックから出される負圧要求や図外のエバポレータがパージを行う際に出される負圧要求が出された際には、バルブタイミングを負圧が発生しても燃焼が安定する状態に遷移させてからコレクタ１６内に負圧を発生させるよう制御する。また、コレクタ１６内の負圧の発達に同期して、吸気弁３のリフト量が増加するように制御する。   Therefore, in this embodiment, when a negative pressure request issued from the master back (not shown) during braking or a negative pressure request issued when the evaporator (not shown) performs a purge, the valve timing is set to the negative pressure. Control is performed so as to generate a negative pressure in the collector 16 after transition to a state in which combustion is stable even if this occurs. Further, the lift amount of the intake valve 3 is controlled to increase in synchronization with the development of the negative pressure in the collector 16.

図７及び図８を用いて詳述する。図８（ａ）に示すように、通常時、スロットル弁１８は略全開状態となっており、吸気量は、吸気弁３のバルブタイミングによって制御されている。つまり、マスターバックから出される負圧要求やエバポレータがパージを行う際に出される負圧要求が出される以前となる、図７における時刻ｔ１以前では、吸気弁３のリフト・作動角は小リフト・小作動角で、吸気弁３のリフト中心角の位相は進角側に設定され、バルブオーバーラップ（Ｏ／Ｌ）も設定されている。   This will be described in detail with reference to FIGS. As shown in FIG. 8 (a), the throttle valve 18 is substantially fully open at normal times, and the intake air amount is controlled by the valve timing of the intake valve 3. That is, before the time when the negative pressure request issued from the master back or the negative pressure request issued when the evaporator performs the purge is issued, before the time t1 in FIG. At a small operating angle, the phase of the lift center angle of the intake valve 3 is set to the advance side, and the valve overlap (O / L) is also set.

そして、ブレーキ時に図外のマスターバックから出される負圧要求や図外のエバポレータがパージを行う際に出される負圧要求が出されると、図８（ｂ）に示すように、まず、吸気弁３のリフト中心角の位相を遅角させる。このときの吸気弁３のリフト中心角の位相の遅角量は、吸気弁３のリフト・作動角を後述する目標リフト・作動角としたときにバルブオーバーラップ（Ｏ／Ｌ）がゼロとなるように設定されており、図７における時刻ｔ２で吸気弁３のリフト中心角の位相の遅角化が終了する。尚、リフト中心角の位相を遅角させる際には、トルク変動を抑えるためにスロットル開度を僅かに閉じている。このようにすれば、オーバーラップが大きい場合でも、図７中の点線に示すように、トルク変動は小さくなる。また、リフト中心角の位相を遅角させる際に、本実施形態とは異なり、スロットル開度を変化させない場合には、図７中に一点鎖線で示すように、トルク変動が大きくなる。   Then, when a negative pressure request issued from the master back (not shown) during braking or a negative pressure request issued when the evaporator (not shown) purges is performed, first, as shown in FIG. The phase of the lift center angle of 3 is retarded. The amount of retardation of the phase of the lift center angle of the intake valve 3 at this time is zero when the valve overlap (O / L) is zero when the lift / operation angle of the intake valve 3 is set to a target lift / operation angle described later. The phase of the lift center angle of the intake valve 3 is retarded at time t2 in FIG. When retarding the phase of the lift center angle, the throttle opening is slightly closed to suppress torque fluctuation. In this way, even when the overlap is large, the torque fluctuation becomes small as shown by the dotted line in FIG. Also, when retarding the phase of the lift center angle, unlike the present embodiment, when the throttle opening is not changed, the torque fluctuation increases as shown by the one-dot chain line in FIG.

吸気弁３のリフト・中心角の位相の遅角化が終了すると、吸気弁３のリフト・作動角の変更と、スロットル弁１８のスロットル開度の変更とを同じタイミングで実施する。具体的には、図８（ｃ）に示すように、吸気弁３のリフト・作動角を負圧要求がない場合のリフト作動角よりも相対的に大リフト・大作動角となる目標リフト・作動角に変更し、スロットル弁１８を目標スロットル開度となるまで閉じる。吸気弁３の目標リフト・作動角への変更と、スロットル弁１８の目標スロットル開度への変更は、図７にける時刻ｔ３で完了する。ここで、吸気弁３の目標リフト・作動角は、要求トルクと負圧要求時の要求負圧に応じて決定され、スロットル弁１８の目標スロットル開度は負圧要求時の要求負圧に応じて決定される。尚、要求負圧は、負圧要求に応じて決定される値であり、例えばブレーキペダルの踏み込み量が大きいほど大きな値となる。   When the retardation of the lift / center angle phase of the intake valve 3 is completed, the lift / operation angle of the intake valve 3 and the throttle opening of the throttle valve 18 are changed at the same timing. Specifically, as shown in FIG. 8C, the lift / operating angle of the intake valve 3 is set to a target lift / relatively larger lift / larger operating angle than the lift operating angle when no negative pressure is required. The operating angle is changed to close the throttle valve 18 until the target throttle opening is reached. The change to the target lift / operation angle of the intake valve 3 and the change to the target throttle opening of the throttle valve 18 are completed at time t3 in FIG. Here, the target lift / operating angle of the intake valve 3 is determined according to the required torque and the required negative pressure when a negative pressure is required, and the target throttle opening of the throttle valve 18 is determined according to the required negative pressure when a negative pressure is required. Determined. The required negative pressure is a value determined according to the negative pressure request. For example, the required negative pressure increases as the amount of depression of the brake pedal increases.

図９は、このような本実施形態のにおける制御の流れを示すフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart showing the flow of control in this embodiment.

ステップ（以下、単にＳとする記す）１１では、ブレーキ時に図外のマスターバックから出される負圧要求もしくは、図外のエバポレータがパージを行う際に出される負圧要求の有無を検知し、負圧要求がある場合には、Ｓ１２へ進み、負圧要求が無い場合には、今回のルーチンを終了する。   In step (hereinafter, simply referred to as S) 11, it is detected whether there is a negative pressure request issued from a master back (not shown) during braking or a negative pressure request issued when an evaporator (not shown) performs a purge. If there is a pressure request, the process proceeds to S12. If there is no negative pressure request, the current routine is terminated.

Ｓ１２では、要求トルクと負圧要求時の要求負圧に応じて吸気弁３の目標リフト・作動角と、負圧要求時の要求負圧に応じた目標スロットル開度と、を算出する。   In S12, the target lift / operation angle of the intake valve 3 and the target throttle opening degree corresponding to the required negative pressure when the negative pressure is requested are calculated according to the required torque and the required negative pressure when the negative pressure is required.

Ｓ１３では、現在のバルブタイミングで吸気弁３のリフト・作動角を目標リフト・作動角としたとき、すなわち現在のリフト中心角の位相を保持した状態で吸気弁３のリフト・作動角を目標リフト・作動角としたとき、のバルブオーバーラップ（Ｏ／Ｌ）を算出する。   In S13, when the lift / operation angle of the intake valve 3 is set to the target lift / operation angle at the current valve timing, that is, the lift / operation angle of the intake valve 3 is set to the target lift while maintaining the phase of the current lift center angle.・ Calculate the valve overlap (O / L) with the operating angle.

Ｓ１４では、Ｓ１３で算出されたバルブオーバーラップ（Ｏ／Ｌ）から、吸気弁３のリフト・作動角を目標リフト・作動角としたときにバルブオーバーラップ（Ｏ／Ｌ）がゼロとなるような吸気弁３のリフト中心角の位相の変更量を算出する。つまり、リフト中心角の位相の目標値を算出する。   In S14, the valve overlap (O / L) becomes zero when the lift / operation angle of the intake valve 3 is set to the target lift / operation angle from the valve overlap (O / L) calculated in S13. The amount of change in the phase of the lift center angle of the intake valve 3 is calculated. That is, the target value of the phase of the lift center angle is calculated.

そして、Ｓ１５では、吸気弁のリフト中心角の位相をＳ１４で算出したリフト中心角の位相の目標値に変更する。   In S15, the phase of the lift center angle of the intake valve is changed to the target value of the phase of the lift center angle calculated in S14.

Ｓ１６では、吸気弁のリフト中心角の位相を目標値に変更した後、吸気弁のリフト・作動角の目標リフト・作動角への変更と、スロットル弁１８のスロットル開度の目標スロットル開度への変更とを同じタイミングで実施する。   In S16, after changing the phase of the lift center angle of the intake valve to the target value, the lift / operation angle of the intake valve is changed to the target lift / operation angle, and the throttle opening of the throttle valve 18 is changed to the target throttle opening. Are implemented at the same time.

このような本実施形態においては、ブレーキ時に図外のマスターバックから出される負圧要求や図外のエバポレータがパージを行う際に出される負圧要求が出された際には、バルブオーバーラップ（Ｏ／Ｌ）の無い目標バルブタイミング（目標リフト・作動角、リフト中心角の位相を目標値）を要求トルクと負圧要求時の要求負圧に応じ算出し、まず吸気弁３のリフト中心角の位相を目標値まで変更し、その後吸気弁３のリフト・作動角を目標リフト・作動角に変更することによって、コレクタ１６内に要求負圧を発達させる際には、バルブオーバーラップ（Ｏ／Ｌ）がゼロとなっており、筒内の排気ガスが吸気管側に流れ込むいわゆる内部ＥＧＲを抑制することができるので、燃焼安定性を損なうことなくコレクタ１６内に要求負圧を発達させることができる。 In such an embodiment, when a negative pressure request issued from the master back (not shown) during braking or a negative pressure request issued when the evaporator (not shown) performs a purge, the valve overlap ( The target valve timing without O / L (target lift / operating angle, phase of lift center angle is the target value) is calculated according to the required torque and the required negative pressure when negative pressure is requested. When the required negative pressure is developed in the collector 16 by changing the phase of the intake valve 3 to the target value and then changing the lift / operating angle of the intake valve 3 to the target lift / operating angle, the valve overlap (O / L) has become zero, it is possible to exhaust gas in the cylinder to suppress the so-called internal EGR flow into the intake pipe side, develop request negative pressure in the collector 16 without impairing the combustion stability It can be.

また、スロットル開度を目標スロットル開度となるよう閉弁させることによってコレクタ１６内に要求負圧を発達させる際には、負圧の発達と伴に吸気弁３のリフト・作動角も大きくなるよう変更されているので、トルク段差の跳ね返りを防止することができる。   Further, when the required negative pressure is developed in the collector 16 by closing the throttle opening to the target throttle opening, the lift / operating angle of the intake valve 3 increases with the development of the negative pressure. Thus, the torque step can be prevented from rebounding.

尚、コレクタ１６内に負圧を発生させる際に燃焼が安定するのであれば、吸気弁３を目標リフト・作動角としたときのバルブオーバーラップ（Ｏ／Ｌ）がゼロでなくてもよい。この場合、具体的には、吸気弁３を目標リフト・作動角としたときのバルブオーバーラップ（Ｏ／Ｌ）が極めて小さい値となるように吸気弁３のリフト中心角の位相の目標値が設定されることになる。   If combustion is stabilized when negative pressure is generated in the collector 16, the valve overlap (O / L) when the intake valve 3 is set to the target lift / operating angle may not be zero. In this case, specifically, the target value of the phase of the lift central angle of the intake valve 3 is such that the valve overlap (O / L) when the intake valve 3 is set to the target lift / operating angle is extremely small. Will be set.

上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。   The technical idea of the present invention that can be grasped from the above embodiment will be listed together with the effects thereof.

（１） 吸気弁のリフト・作動角を同時にかつ連続的に拡大縮小制御可能なリフト・作動角可変機構と、吸気弁のリフト中心角の位相を遅進させる位相可変機構と、複数の気筒の吸気通路が接続されたコレクタと、このコレクタの上流に位置し、制御信号により開度が制御されるスロットル弁と、シリンダ内に吸入される吸気量が運転条件に応じた目標吸気量となるように、スロットル弁の開度とリフト・作動角可変機構と位相可変機構とを制御する制御手段と、を備えてなる内燃機関の制御装置において、負圧要求によりコレクタ内に負圧を発生させる際には、負圧要求に応じてスロットル弁の目標スロットル開度を算出すると共に、要求トルクと負圧要求に応じて吸気弁の目標リフト・作動角を算出し、この目標リフト・作動角における排気弁とのバルブオーバーラップが負圧要求がない場合に比べて縮小したものとなる吸気弁のリフト中心角まで実際の吸気弁のリフト中心角の位相を遅角させた後に、吸気弁の目標リフト・作動角への変更と、スロットル弁の目標スロットル開度への変更とを行う。これによって、吸気弁と排気弁とのバルブオーバーラップが縮小され、筒内の排気ガスが吸気管側に流れ込むいわゆる内部ＥＧＲを抑制することができるので、コレクタ内に負圧を発生させても燃焼を安定させることができる。 (1) A lift / working angle variable mechanism that can simultaneously and continuously control the lift / working angle of the intake valve, a phase variable mechanism that retards the phase of the lift center angle of the intake valve, and a plurality of cylinders A collector to which an intake passage is connected, a throttle valve that is located upstream of the collector and whose opening degree is controlled by a control signal, and an intake amount that is drawn into the cylinder becomes a target intake amount according to operating conditions And a control means for controlling the opening degree of the throttle valve, the lift / operating angle variable mechanism, and the phase variable mechanism, and generating a negative pressure in the collector in response to a negative pressure request. The target throttle opening of the throttle valve is calculated according to the negative pressure request, the target lift / operating angle of the intake valve is calculated according to the required torque and the negative pressure request, and the exhaust at this target lift / operating angle is calculated. After the phase of the lift valve center angle of the actual intake valve is retarded to the lift valve center angle of the intake valve, the valve overlap with the valve is reduced compared to when there is no negative pressure requirement. Change to lift / operating angle and change to throttle valve target throttle opening. This is reduced in valve overlap between the intake valve and the exhaust valve, the exhaust gas in the cylinder can be suppressed so-called internal EGR flow into the intake pipe side, even if a negative pressure is generated in the collector combustion Can be stabilized.

（２） 上記（１）に記載の内燃機関の制御装置において、スロットル弁は、目標スロットル開度への変更によって弁開度が閉弁方向に変更されるよう設定され、リフト・作動角可変機構は、負圧要求がある場合のリフト・作動角が、負圧要求がない場合のリフト・作動角に対して相対的に大リフト・大作動角となるよう設定されている。スロットル弁の閉弁方向への変更によって、コレクタ内の負圧が発達（増大）するが、このコレクタ内の負圧の発達に同期して、吸気弁のリフト量が増加することになるので、トルク段差の跳ね返りを防止することができる。   (2) In the control apparatus for an internal combustion engine described in (1) above, the throttle valve is set so that the valve opening degree is changed in the valve closing direction by changing to the target throttle opening degree, and the variable lift / operating angle mechanism The lift / operating angle when there is a negative pressure request is set to be a relatively large lift / large operating angle relative to the lift / operating angle when there is no negative pressure request. By changing the throttle valve in the valve closing direction, the negative pressure in the collector develops (increases), but the lift amount of the intake valve increases in synchronization with the development of the negative pressure in the collector. The torque step can be prevented from rebounding.

（３） 上記（１）または（２）に記載の内燃機関の制御装置において、負圧要求によりコレクタ内に負圧を発生させる際に、具体的には、吸気弁のリフト中心角の位相が吸気弁を目標リフト・作動角としたときに排気弁とのバルブオーバーラップがゼロとなるように遅角側に変更される。   (3) In the control apparatus for an internal combustion engine according to the above (1) or (2), when the negative pressure is generated in the collector due to the negative pressure request, specifically, the phase of the lift center angle of the intake valve is When the intake valve is set to the target lift / operating angle, it is changed to the retard side so that the valve overlap with the exhaust valve becomes zero.

この発明の一実施形態を示す構成説明図。The structure explanatory view showing one embodiment of this invention. 可変動弁機構の要部を示す斜視図。The perspective view which shows the principal part of a variable valve mechanism. リフト・作動角可変機構の動作説明図。Operation | movement explanatory drawing of a lift and a working angle variable mechanism. リフト・作動角可変機構によるリフト・作動角の特性変化を示す特性図。The characteristic view which shows the characteristic change of the lift and working angle by a lift and working angle variable mechanism. 位相可変機構によるバルブリフト特性の位相変化を示す特性図。The characteristic view which shows the phase change of the valve lift characteristic by a phase variable mechanism. バルブオーバーラップがあるときの気筒を模式的に示した説明図。Explanatory drawing which showed typically the cylinder when there exists a valve overlap. 本実施形態における要部を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the principal part in this embodiment. （ａ）は時刻ｔ１におけるバルブタイミングとスロットル開度を模式的に示した説明図、（ｂ）時刻ｔ２におけるバルブタイミングとスロットル開度を模式的に示した説明図、（ｃ）時刻ｔ３におけるバルブタイミングとスロットル開度を模式的に示した説明図。(A) is an explanatory view schematically showing valve timing and throttle opening at time t1, (b) is an explanatory view schematically showing valve timing and throttle opening at time t2, and (c) a valve at time t3. Explanatory drawing which showed timing and throttle opening typically. 本実施形態のにおける制御の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of control in this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

３…吸気弁
１６…コレクタ
１８…スロットル弁
５１…リフト・作動角可変機構
５２…位相可変機構 3 ... Intake valve 16 ... Collector 18 ... Throttle valve 51 ... Lift / operating angle variable mechanism 52 ... Phase variable mechanism

Claims (3)

吸気弁のリフト・作動角を同時にかつ連続的に拡大縮小制御可能なリフト・作動角可変機構と、
吸気弁のリフト中心角の位相を遅進させる位相可変機構と、
複数の気筒の吸気通路が接続されたコレクタと、
このコレクタの上流に位置し、制御信号により開度が制御されるスロットル弁と、
シリンダ内に吸入される吸気量が運転条件に応じた目標吸気量となるように、スロットル弁の開度とリフト・作動角可変機構と位相可変機構とを制御する制御手段と、を備えてなる内燃機関の制御装置において、
負圧要求によりコレクタ内に負圧を発生させる際には、
負圧要求に応じてスロットル弁の目標スロットル開度を算出すると共に、要求トルクと負圧要求に応じて吸気弁の目標リフト・作動角を算出し、
この目標リフト・作動角における排気弁とのバルブオーバーラップが負圧要求がない場合に比べて縮小したものとなる吸気弁のリフト中心角まで実際の吸気弁のリフト中心角の位相を遅角させた後に、吸気弁の目標リフト・作動角への変更と、スロットル弁の目標スロットル開度への変更とを行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。 A variable lift / operating angle mechanism that can simultaneously and continuously control the lift / operating angle of the intake valve,
A phase variable mechanism for delaying the phase of the lift center angle of the intake valve;
A collector to which intake passages of a plurality of cylinders are connected;
A throttle valve located upstream of the collector and controlled in opening by a control signal;
Control means for controlling the opening degree of the throttle valve, the lift / operating angle variable mechanism, and the phase variable mechanism so that the intake air amount drawn into the cylinder becomes the target intake air amount according to the operating conditions. In a control device for an internal combustion engine,
When generating negative pressure in the collector due to negative pressure request,
Calculate the target throttle opening of the throttle valve according to the negative pressure request, calculate the target lift and operating angle of the intake valve according to the required torque and negative pressure request,
The valve overlap with the exhaust valve at the target lift / operating angle is reduced compared to the case where no negative pressure is required, and the phase of the actual lift center angle of the intake valve is delayed to the lift center angle of the intake valve. And then changing the intake valve to the target lift / operating angle and changing the throttle valve to the target throttle opening. スロットル弁は、目標スロットル開度への変更によって弁開度が閉弁方向に変更されるよう設定され、
リフト・作動角可変機構は、負圧要求がある場合のリフト・作動角が、負圧要求がない場合のリフト・作動角に対して相対的に大リフト・大作動角となるよう設定されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。 The throttle valve is set so that the valve opening is changed in the valve closing direction by changing to the target throttle opening,
The variable lift / working angle mechanism is set so that the lift / working angle when there is a negative pressure requirement is relatively large with respect to the lift / working angle when there is no negative pressure demand. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein 負圧要求によりコレクタ内に負圧を発生させる際には、吸気弁のリフト中心角の位相は、吸気弁を目標リフト・作動角としたときに排気弁とのバルブオーバーラップがゼロとなるように遅角側に変更されることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。   When generating negative pressure in the collector due to a negative pressure request, the phase of the lift valve center angle is such that the valve overlap with the exhaust valve is zero when the intake valve is at the target lift / operating angle. 3. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control device is changed to a retarded angle side.
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